Ứng dụng thuật toán di truyền phân bố công suất tối ưu trong hệ thống điện

Đại Học Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - PHẠM VIỆT CƯỜNG ỨNG DỤNG THUẬT TOÁN DI TRUYỀN PHÂN BỐ CÔNG SUẤT TỐI ƯU TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN Chuyên ngành : Hệ Thống Điện Mã số ngành : 2.06.07 CÔNG TRÌNH ĐƯC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học: TSKH HỒ ĐẮC LỘC Cán chấm nhận xét 1: Cán chấm nhận xeùt 2: Luận văn Thạc só bảo vệ Hội Đồng Chấm Bảo Vệ Luận Văn Thạc Só Trường Đại Học Bách Khoa ngày tháng năm Đại Học Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên : PHẠM VIỆT CƯỜNG Ngày, tháng, năm sinh sinh : Bắc Thái Chuyên ngành : Hệ Thống Điện Phái : Nam : 21 - 06 - 1978 Nơi Mã số : 2.06.07 I - TÊN ĐỀ TÀI: ỨNG DỤNG THUẬT TOÁN DI TRUYỀN PHÂN BỐ CÔNG SUẤT TỐI ƯU TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN II - NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Khảo sát, phân loại mô hình toán học phương pháp giải toán phân bố tối ưu công suất nguồn phát hệ thống điện Tìm hiểu nguyên lý phương pháp lập trình ứng dụng thuật toán di truyền giải toán tối ưu Xây dựng giải thuật tính phân bố công suất tối ưu sở thuật toán di truyền Ứng dụng giải thuật nhận giải lớp toán phân bố công suất tối ưu cho nhà máy nhiệt điện với mô hình đặc tính chi phí điều kiện ràng buộc khác Viết phần mềm ứng dụng thuật toán di truyền phân bố tối ưu công suất nguồn phát hệ thống điện III - NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 10 - 02 - 2003 IV - NGAØY HOAØN THÀNH NHIỆM VỤ : V - HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : TSKH HỒ ĐẮC LỘC CÁN BỘ HƯỚNG DẪN NGÀNH CHỦ NHIỆM NGÀNH BỘ MÔN QUẢN LÝ (Ký tên ghi rõ họ, tên, học hàm học vị) Nội dung đề cương luận văn thạc só Hội đồng Chuyên Ngành thông qua Ngày tháng năm PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH KHOA QUẢN LÝ NGÀNH LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn tất Thầy Cô Khoa Điện – Điện Tử trường Đại Học Bách Khoa truyền đạt cho kiến thức quý báu Đặc biệt xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TSKH Hồ Đắc Lộc, người Thầy tận tình giúp đỡ suốt thời gian vừa qua Trong thời gian thực luận văn này, gia đình bạn bè khích lệ, động viên chia sẻ với tất khó khăn, thử thách Cám ơn thầy cô, gia đình bè bạn Cám ơn tất !… PHẠM VIỆT CƯỜNG TÓM TẮT LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP I TÊN ĐỀ TÀI ỨNG DỤNG THUẬT TOÁN DI TRUYỀN PHÂN BỐ CÔNG SUẤT TỐI ƯU TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG Khảo sát, phân loại mô hình toán học phương pháp giải toán phân bố tối ưu công suất nguồn phát hệ thống điện Tìm hiểu nguyên lý phương pháp lập trình ứng dụng thuật toán di truyền giải toán tối ưu Xây dựng giải thuật tính phân bố công suất tối ưu sở thuật toán di truyền Ứng dụng giải thuật nhận giải lớp toán phân bố công suất tối ưu cho nhà máy nhiệt điện với mô hình đặc tính chi phí điều kiện ràng buộc khác Viết phần mềm ứng dụng thuật toán di truyền phân bố tối ưu công suất nguồn phát hệ thống điện III NỘI DUNG CHI TIẾT Luận văn gồm chương trình bày vấn đề sau: Chương 1: Chương trình bày tổng quan toán phân bố công suất tối ưu hệ thống điện Dựa theo công trình nghiên cứu đăng tải tạp chí IEEE (khoảng 40 bài), tác giả luận văn khảo sát, phân loại mô hình toán học phương pháp giải toán phân bố tối ưu công suất nguồn phát hệ thống điện Nộâi dung chương bao gồm: - Mục đích ý nghóa toán phân bố công suất tối ưu - Các dạng toán phân bố tối ưu công suất phát nhà máy điện: + Phân bố tối ưu công suất phát nhà máy nhiệt điện + Phân bố tối ưu công suất phát hệ thống thủy – nhiệt điện + Phân bố tối ưu đồng thời công suất tác dụng công suất phản kháng - Phân loại mô hình toán học toán phân bố công suất tối ưu theo mô hình hàm mục tiêu, mô hình đặc tính chi phí nhiên liệu mô hình ràng buộc: + Mô hình hàm mục tiêu cực tiểu chi phí nhiên liệu, cực tiểu tổn thất công suất hệ thống điện, + Mô hình đặc tính chi phí nhiên liệu bậc hai, bậc hai biến đổi, bậc hai có thêm thành phần sin, mô hình bậc ba, mô hình chi phí động + Mô hình ràng buộc cân công suất, giới hạn công suất phát, giới hạn công suất đường dây truyền tải, ràng buộc ổn định điện áp, ràng buộc lượng khí thải, yêu cầu dự trữ công suất, ràng buộc khả đáp ứng tổ máy, ràng buộc ổn định, ràng buộc cân lượng nước nhà máy thủy điện - Các giải thuật khác áp dụng thành công để giải toán phân bố công suất tối ưu: + Lập trình phi tuyến (nonlinear programming) + Lập trình bậc hai (quadratic programming) + Phương pháp Newton – Raphson + Lập trình tuyến tính (linear programming) + Lập trình tuyến tính kết hợp với lập trình bậc hai + Phương pháp Interior Point + Phương pháp mạng neural nhân tạo + Phương pháp tính toán tiến hóa Chương Chương giới thiệu thuật toán di truyền, công cụ mạnh mẽ hiệu để giải toán tối ưu Nội dung chương gồm phần sau: + Lịch sử phát triển nguyên lý thuật toán di truyền + Sự tương quan thuật toán di truyền trình tiến hóa sinh vật + Sự khác thuật toán di truyền thuật toán tìm kiếm truyền thống + Lưu đồ giải thuật cấu trúc tổng quát thuật toán di truyền + Các phương pháp mã hóa + Phương pháp xác định độ phù hợp + Phương pháp điều chỉnh độ phù hợp + Các toán tử di truyền mô trình tiến hóa bao gồm chọn lọc cá thể, lai tạo đột biến + Các toán tử cao cấp (lai nhiều điểm, chiến lược lưu giữ cá thể tốt nhất, chiến lược leo dốc, toán tử trao đổi gen, chép gen, thuật toán di truyền với nhiều quần thể nhỏ, ) + Các chế tự thích nghi thuật toán di truyền (phương pháp lai tự thích nghi, phương pháp hàm phạt tự thích nghi) + Kết hợp thuật toán di truyền với phương pháp tối ưu cục khác + Các ứng dụng thuật toán di truyền Chương Chương xây dựng chi tiết lưu đồ giải thuật, trình bày bước thực kết tính toán phân bố công suất tối ưu nguồn phát hệ thống điện nhận từ phương pháp khác nhau: phương pháp mã hóa nhị phân, phương pháp biểu diễn biến điều khiển số thực, phương pháp sử dụng nhiều quần thể nhỏ Chương giải lớp toán phân bố công suất tối ưu cho nhà máy nhiệt điện với mô hình đặc tính chi phí điều kiện ràng buộc khác Tất 10 toán trình bày chương thực theo phương pháp mã hóa nhị phân phương pháp biểu diễn biến điều khiển số thực - Bài toán toán đơn giản với tổ máy phát, không xét đến tổn thất truyền tải giới hạn công suất phát - Bài toán tương tự toán có xét giới hạn công suất phát - Bài toán gồm tổ máy phát với ràng buộc cân công suất, giới hạn công suất phát tổn thất tính theo phương pháp hệ số B - Bài toán tương tự toán biểu thức tổn thất đầy đủ - Bài toán hệ thống nút, nhánh, tổ máy phát với ràng buộc cân công suất, giới hạn công suất phát tổn thất tính từ toán phân bố công suất theo phương pháp Newton – Raphson - Bài toán tương tự toán với hệ thống gồm nút, 11 nhánh, tổ máy phát - Bài toán tương tự toán xét hệ thống phức tạp gồm 26 nút, 46 nhánh, tổ máy phát - Bài toán toán phân bố tối ưu đồng thời công suất tác dụng công suất phản kháng xét hệ thống gồm nút, nhánh, tổ máy phát, thiết bị bù công suất phản kháng đầu phân áp máy biến áp Trong toán biến điều khiển bao gồm công suất phát tất nút máy phát ngoại trừ nút chuẩn, dung lượng bù công suất phản kháng nút, nấc phân áp máy biến áp, điện áp nút chuẩn Công suất nút chuẩn (nút 1) xác định từ toán phân bố công suất (phương pháp Newton Raphson) Do toán phân bố tối ưu đồng thời công suất tác dụng công suất phản kháng nên toán phân bố công suất, tất nút xem nút tải (nút P – Q) ngoại trừ nút chuẩn Điện áp nút chuẩn không cố định mà biến điều khiển tức thông số cần tối ưu Bài toán xét ràng buộc cân công suất, ràng buộc giới hạn công suất phát, nấc phấn áp máy biến áp, giới hạn điện áp - Bài toán tương tự toán xét hệ thống IEEE 30 nút với tổ máy, 41 nhánh, thiết bị bù công suất phản kháng, đầu phân áp máy biến áp với ràng buộc cân công suất, ràng buộc giới hạn công suất phát, nấc phấn áp máy biến áp, giới hạn điện áp - Bài toán 10 toán điều phối 10 tổ máy 24 với ràng buộc cân công suất, giới hạn công suất phát giới hạn khả đáp ứng tổ máy Bài toán có đến 216 biến điều khiển 254 ràng buộc Trên sở kết tính toán, chương minh họa khả vượt trội thuật toán di truyền so với phương pháp tối ưu truyền thống Các kết đạt khả quan so với kết trích dẫn từ tài liệu khác Chương Chương giới thiệu chương trình tính phân bố công suất tối ưu xây dựng môi trường Matlab Chương trình tính phân bố công suất tối ưu với giao diện thân thiện dễ sử dụng cho phép thực số tính toán với tùy chọn khác Chương trình cho phép thực tính phân bố công suất tối ưu với toán trình bày chương với tùy chọn thay đổi hệ số chi phí tổ máy, thay đổi thông số thuật toán di truyền (số hệ tối đa, phương pháp mã hóa, xác suất lai tạo, xác suất đột biến, số điểm lai, ) Cửa sổ chương trình bao gồm menu sau: - Menu File gồm menu con: + Open: mở cửa sổ chọn toán + Exit: thoát khỏi chương trình - Menu Encoding Mechanism gồm menu cho phép lựa chọn phương pháp mã hóa khác + Binary: phương pháp mã hóa nhị phân + Real Value: phương pháp biểu diễn biến điều khiển số thực - Menu Parameters gồm menu con: + GA’s Parameters: cho phép thay đổi thông số thuật toán di truyền (số hệ tối đa, phương pháp mã hóa, phương pháp lai tạo, phương pháp đột biến, hệ số phạt) + Problem’s Parameters: cho phép thay đổi thông số toán (hệ số chi phí tổ máy) - Menu Run cho phép thực thi chương trình - Menu Help gồm menu con: + Help Window: hiển thị cửa sổ trợ giúp cho việc sử dụng chương trình + About GAs – based OPF Program: giới thiệu đôi nét chương trình tính phân bố công suất tối ưu thuật toán di truyền Các kết trình bày cụ thể dạng đồ thị cho phép dễ dàng quan sát so sánh đánh giá Ví dụ: Xét toán với tổ máy phát có hàm chi phí sau: C1 = 1500 + 5.3P1 + 0.035 P12 ($/h) C = 400 + 6.5 P2 + 0.020 P22 C = 200 + 4.8 P3 + 0.027 P32 ($/h) ($/h) P1, P2, P3 tính theo MW Giới hạn công suất phát tổ máy: ≤ P1 ≤ 800 ≤ P2 ≤ 800 ≤ P3 ≤ 800 Đồ thị phụ tải ngày sau: Giờ 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 Phụ tải (MW) 1057 1245 1248 1296 1322 1321 1194 1240 1276 1643 1788 1798 Giờ 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Phụ tải (MW) 1455 1298 1176 1078 1040 800 634 587 569 562 615 706 Bỏ qua tổn thất công suất truyền tải, xác định phân bố tối ưu công suất phát tổ máy theo đồ thị phụ tải Kết tính phân bố công suất tối ưu sau: Chương 5: Kết Luận Và Tổng Kết Đề Tài + Lưu đồ giải thuật, phương pháp mã hóa bước thực để giải toán cụ thể thuật toán di truyền + Các toán tử di truyền mô trình tiến hóa bao gồm toán tử toán tử cao cấp chế tự thích nghi thuật toán di truyền + Các ứng dụng thuật toán di truyền - Chương xây dựng chi tiết lưu đồ giải thuật, trình bày bước thực kết tính toán phân bố công suất tối ưu nguồn phát hệ thống điện với mô hình đặc tính chi phí ràng buộc khác nhận từ phương pháp mã hóa nhị phân, phương pháp biểu diễn biến điều khiển số thực, phương pháp sử dụng nhiều quần thể nhỏ Trên sở kết tính toán, chương minh họa khả vượt trội thuật toán di truyền so với phương pháp tối ưu truyền thống Các kết đạt khả quan so với kết trích dẫn từ tài liệu khác - Chương giới thiệu chương trình tính phân bố công suất tối ưu xây dựng môi trường Matlab Chương trình tính phân bố công suất tối ưu với giao diện thân thiện dễ sử dụng cho phép thực số tính toán với tùy chọn khác Các kết trình bày cụ thể dạng đồ thị cho phép dễ dàng quan sát so sánh đánh giá - Chương kết luận tổng kết đề tài đồng thờiø đề nghị phương hướng phát triển tương lai Mặc dù luận văn áp dụng thuật toán di truyền cho toán hệ thống không lớn gồm 30 nút nhiên thuật toán không bị hạn chế việc áp dụng cho toán phức tạp số biến điều khiển toán bao gồm công suất phát tổ máy, nấc phân áp máy biến áp, dung lượng bù công suất phản kháng, với ràng buộc khác chưa phải lớn (so với toán điều phối 10 tổ máy 24 có đến 216 biến điều khiển 254 ràng buộc) Với khả mạnh mẽ linh hoạt, thuật toán di truyền bảo đảm giải tốt đẹp toán phức tạp Thuật toán di truyền tỏ công cụ mạnh mẽ hữu hiệu việc xác định lời giải tối ưu toàn cục toán có khả rơi vào lời giải tối ưu cục bộ, đặc biệt khả giải toán có hàm mục tiêu không khả vi giải phương pháp tối ưu truyền thống Tuy nhiên thuật toán di truyền có nhược điểm giống kỹ thuật trí tuệ nhân tạo khác Việc tồn nhiều biến thể thành công số trường hợp chưa có sở toán học vững làm cho người sử dụng khó khăn việc áp dụng thuật toán vào toán cụ thể Thuật toán di truyền có nguyên lý sáng, đơn giản dễ hiểu hoàn toàn thuật toán dễ dàng ứng dụng cho toán Do thuật toán di truyền không giống phương pháp giải tích tính toán xác nên người làm quen với thuật toán di truyền bắt đầu ứng dụng thuật toán để giải toán cụ thể gặp nhiều khó khăn việc lựa chọn thích hợp thông số sau: - Phương pháp mã hóa lời giải độ dài chuỗi bit mã hóa biến điều khiển Trang 126 Chương 5: Kết Luận Và Tổng Kết Đề Tài - Phương pháp xác định độ phù hợp (fitness) cá thể theo giá trị hàm mục tiêu - Các thông số điều khiển thuật toán (kích thước dân số, số hệ tối đa, xác suất lai tạo, xác suất đột biến) - Các toán tử thuật toán (phương pháp chọn lọc cá thể, phương pháp lai tạo, phương pháp đột biến) - Dạng hàm phạt hệ số phạt để chuyển toán tối ưu nguyên thủy với ràng buộc thành dạng toán tối ưu không ràng buộc - Tiêu chuẩn ngừng lặp cho toán Trong việc lựa chọn thích hợp phương pháp xác định độ phù hợp, thông số điều khiển, toán tử di truyền hệ số phạt yếu tố quan trọng hàng đầu định thành công thuật toán Thông thường để có lựa chọn tương đối phù hợp người sử dụng phải thử nghiệm kiểm tra nhiều lần, điều đòi hỏi không thời gian công sức Đây hạn chế thuật toán di truyền Đi sâu vào việc ứng dụng thuật toán di truyền để giải toán nảy sinh nhiều vấn đề khó khăn phức tạp đòi hỏi hiểu biết sâu sắc chế làm việc thuật toán việc tích lũy tri thức kinh nghiệm định việc sử dụng thuật toán Một vấn đề khó khăn mà tác giả luận văn qua việc áp dụng thuật toán di truyền giải toán phân bố công suất tối ưu việc lựa chọn thích hợp dạng hàm phạt hệ số phạt để chuyển toán tối ưu có ràng buộc dạng toán tối ưu không ràng buộc Lý đơn giản thuật toán di truyền thích hợp cho toán tối ưu túy ràng buộc Vượt qua khó khăn trở ngại nêu trên, luận văn xây dựng giải thuật chi tiết hàng loạt hàm cần thiết để áp dụng cho toán phân bố công suất tối ưu thể dạng chương trình phần mềm với giao diện thân thiện dễ sử dụng Do hạn chế thời gian, chương trình tính phân bố công suất tối ưu dừng lại toán trình bày với số tuỳ chọn cho phép thay đổi hệ số chi phí mô hình hàm mục tiêu, thay đổi hệ số phạt, thông số điều khiển toán tử di truyền để khảo sát ảnh hưởng thông số việc xác định lời giải tối ưu Việc xây dựng thành chương trình hoàn chỉnh có khả cho phép người sử dụng tự giải toán tối ưu cho riêng với loạt tuỳ chọn mềm dẻo linh hoạt phần việc dành cho tương lai 5.2 ĐỀ NGHỊ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CHO ĐỀ TÀI Với việc ứng dụng thuật toán di truyền, tác giả luận văn giải số toán phân bố công suất tối ưu tương đối phức tạp hệ thống điện Tuy nhiên hạn chế mặt thời gian tri thức tồn vấn đề sau: - Mặc dù có nhiều cố gắng thử nghiệm số toán tử cao cấp khác nhau, nhiên số lượng tuỳ chọn lớn khó xác định toán tử tối ưu cho toán cụ thể công việc đòi hỏi nhiều thời gian công sức việc thử nghiệm, thống kê đánh giá kết quả, chưa kể đến phức tạp việc ảnh hưởng lẫn thông số Do việc đưa nhận xét Trang 127 Chương 5: Kết Luận Và Tổng Kết Đề Tài kết luận mang tính tổng quát việc ứng dụng thuật toán di truyền cho toán tối ưu nói chung khó khăn - Việc áp dụng thuật toán di truyền cho toán cụ thể chưa xét đến toán tối ưu phức tạp toán phân bố công suất tối ưu hệ thống thủy – nhiệt điện toán với ràng buộc ổn định động Một lý khách quan việc thiếu liệu cần thiết để thực so sánh đối chiếu kết Tuy nhiên sở công việc thực được, việc ứng dụng thuật toán di truyền để giải toán nêu vấn đề thời gian Về phương hướng phát triển, tác giả đề nghị vấn đề sau: - Nghiên cứu cách kỹ lưỡng có hệ thống nguyên lý chất thuật toán di truyền Bởi thuật toán di truyền chứng tỏ khả năng, tính linh hoạt hứa hẹn đầy triển vọng nên việc nắm vững hiểu biết sâu sắc thuật toán tạo nhiều thuận lợi việc ứng dụng vào lónh vực khác tận dụng toàn sức mạnh thuật toán - Kết hợp thuật toán di truyền với phương pháp tối ưu cục khác phương pháp lập trình bậc hai, phương pháp độ dốc nhất, phương pháp mô thép, kỹ thuật trí tuệ nhân tạo khác để tăng tốc độ hội tụ đến lời giải tối ưu đồng thờiø cải thiện chất lượng lời giải - Thu thập tài liệu liên quan, nghiên cứu xây dựng giải thuật để giải toán phân bố công suất tối ưu phức tạp hệ thống thủy – nhiệt điện toán với ràng buộc ổn định động - Không áp dụng cho toán phân bố công suất tối ưu, riêng lónh vực hệ thống điện thuật toán di truyền áp dụng cho nhiều toán khác chẳng hạn toán quy hoạch phát triển hệ thống điện, toán bù tối ưu công suất phản kháng, toán phân bố công suất tối ưu thị trường điện đại – thị trường điện cạnh tranh Trang 128 Tài Liệu Tham Khảo TÀI LIỆU THAM KHẢO Lưới điện hệ thống điện II – Trần Bách – Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật – 2000 A Review of Selected Optimal Power Flow Literature to 1993 – Part I: NonLinear and Quadratic Programming Approachs – James A Momoh, M E El-Hawary, Ramababu Adapa – IEEE Trans on Power Systems, Vol 14, No 1, February 1999 A Review of Selected Optimal Power Flow Literature to 1993 – Part II: Newton, Linear Programming and Interior Point Methods – James A Momoh, M E ElHawary, Ramababu Adapa – IEEE Trans on Power Systems, Vol 14, No 1, February 1999 New Approach with a Hopfield Modeling Framework to Economic Dispatch – Ching-Tzong Su, Chien-Tung Lin – IEEE Trans on Power Systems, Vol 15, No 2, May 2000 An Efficient Predictor-Corrector Interior Point Algorithms for Security-Constrained Economic Dispatch – Xihui Yan, Victor H Quintana – IEEE Trans on Power Systems, Vol 12, No 2, May 1997 Improved Interior Point Method for OPF Problems – J A Momoh, J Z Zhu – IEEE Trans on Power Systems, Vol 14, No 3, August 1999 Development of Voltage Stability Constrained Optimal Power Flow (VSCOPF) – S Kim, T -Y Song, M –H Jeong, B Lee, Y.-H Moon, J.-Y Namkung, G Jang A Neural-Based Redispatch Approach to Dynamic Generation Allocation – RueyHsun Liang – IEEE Trans on Power Systems, Vol 14, No 4, November 1999 Neural Networks Approach for Solving Economic Dispatch Problem with Transmission Capacity Constrains – T Yalcinoz, M J Short – IEEE Trans on Power Systems, Vol 13, No 2, May 1998 10 An Interior-Point Method for NonLinear Optimal Power Flow Using Voltage Rectangular Coordinates – IEEE Trans on Power Systems, Vol 13, No 4, November 1998 11 A Fast-Computation Hopfield Method to Economic Dispatch of Power System – Ching-Tzong Su, Gwo-Jen Chiou – IEEE Trans on Power Systems, Vol 12, No 4, November 1997 12 Improving An Interior-Point-Based OPF by Dynamic Adjustments of Step Sizes and Tolerances – Xihui Yan, Victo H Quintana – IEEE Trans on Power Systems, Vol 14, No 2, May 1999 13 A New Dual-type Mothod Used in Solving Optimal Power Flow Problems – Ch’iHsin Lin, Shin-Yeu Lin – IEEE Trans on Power Systems, Vol 12, No 4, November 1997 14 A Fuzzy Multiobjective Approach to Contingency Constrainted OPF – V.C Ramesh, Xuan Li – IEEE Trans on Power Systems, Vol 12, No 3, August 1997 Tài Liệu Tham Khảo 15 Optimal Power Flow using Genetic Algorithm – Pathom Attaviriyanupap, Bundhit Eua-Arporn – Chulalongkorn University, Thailand 16 Real Power Optimization with Load Flow using Adaptive Hopfield Neural Network – Kwang Y Lee, Fatih M Nuroglu, Arthit Sode-Yome – Engineering Intelligent Systems, Vol 18, No 1, March 2000 17 Adaptive Hopfield Neural Networks for Economic Load Dispatch – Kwang Y Lee, Arthit Sode-Yome, June Ho Park – IEEE Trans on Power Systems, Vol 13, No 2, May 1998 18 Evolutionary Programming Based Optimal Power Flow Algorithm – Jason Yuryevich, Kit Po Wong – IEEE Trans on Power Systems, Vol 14, No 4, November 1999 19 Evolutionary-Programming-Based Algorithm for Environmentally -Constrained Economic Dispatch – Kit Po Wong, Jason Yuryevich – IEEE Trans on Power Systems, Vol 13, No 2, May 1998 20 A Homogeneous Linear Programming Algorithm for the Security Constrained Economic Dispatch Problem – Rabih A Jabr, Alun H Coonick, Brian J Cory – IEEE Trans on Power Systems, Vol 15, No 3, August 2000 21 A Study of the Homogeneous Algorithm for Dynamic Economic Dispatch with Networks Contraints and Transmission Losses – Rabih A Jabr, Alun H Coonick, Brian J Cory – IEEE Trans on Power Systems, Vol 15, No 2, August 2000 22 Security Constrained Economic Dispatch using Nonlinear Dantzig-Wolfe Decomposition – Muhamed Aganagic, Sasan Mokhtari 23 Economic Dispatch with Generation Contingency Constraints – M Aganagic, B Awobamise, G Raina, A I McCartney – IEEE Trans on Power Systems, Vol 12, No 3, August 1997 24 On-line Economic Load Dispatch Based on Fuel Cost Dynamics – M Yoshikawa, N Toshida, H Nakajima, Y Harada, M Tsurugai, Y Nakata – IEEE Trans on Power Systems, Vol 12, No 1, February 1997 25 Bi-Objective Power Dispatch Using Fuzzy Statisfaction-Maximizing Decision Approach – Chao-Ming Huang, Hong-Tzer Yang, Ching-Lien Huang – IEEE Trans on Power Systems, Vol 12, No 4, November 1997 26 Real-Time Economic Dispatch with Line Flow and Emission Constraints Using Quadratic Programming – Ji-Yuan Fan, Lan Zhang – IEEE Trans on Power Systems, Vol 13, No 2, May 1998 27 Interactive Search Approach to Emission Constrained Dispatch – William Y Spens, Fred N Lee – IEEE Trans on Power Systems, Vol 12, No 2, May 1997 28 A Decoupled Solution of Hydro-Thermal Optimal Power Problem by Means of Interior Point Method and Network Programming – H Wei, H Sasaki, J Kubokawa – IEEE Trans on Power Systems, Vol 13, No 2, May 1998 29 Stability-Constrained Optimal Power Flow – Deqiang Gan, Robert J Thomas, Ray D Zimmerman – IEEE Trans on Power Systems, Vol 15, No 2, May 2000 30 Multiperiod Optimal Power Flow Using Benders Decomposition – N Alguacil, A J Conejo – IEEE Trans on Power Systems, Vol 15, No 1, February 2000 Tài Liệu Tham Khảo 31 Network Flow based Algorithm on Dynamic Optimal Dispatch – Zuyi Li, Guangyu He, XueqingChen 32 An Interior Point Nonlinear Programming for Optimal Power Flow Problems with A Novel Data Structure – Hua Wei, H Sasaki, J Kubokawa, R Yokoyama – IEEE Trans on Power Systems, Vol 13, No 3, August 1998 33 A United Approach to Optimal Real and Reactive Power Dispatch – K.Y Lee, Y.M Park, J.L Ortiz – IEEE Trans on Power Apparatus and Systems, Vol PAS104, No 5, May 1985 34 Multi-objective Optimal Power Flows to Evaluate Voltage Security Costs in Power Networks – William Rosehart, Claudio A Canizares, Victo H Quintana 35 Fast Textured Algorithms for Optimal Power Delivery Problems in Deregulated Environments – G Huang, S.-C Hsieh – IEEE Trans on Power Systems, Vol 13, No 2, May 1998 36 Optimal Operation Solutions of Power Systems with Transient Stability Constraints – Luonan Chen, Yasuyuki Tada, Hiroshi Okamoto, Ryuya Tanabe – IEEE Trans on Circuits and Systems - I: Fundamental Theory and Applications, Vol 48, No 3, March 2001 37 Dynamic Economic Dispatch: Feasible and Optimal Solutions – X S Han, H B Gooi, Daniel S Kirsghen – IEEE Trans on Power Systems, Vol 16, No 1, February 2001 38 Fuzzy Linear Programming Based Optimal Power System Rescheduling Including Preventive Redispatch – Dragan Vlaisavljevic, Miodrag B Djukanovic, Dejan J Sobajic, Borivoje S Babic – IEEE Trans on Power Systems, Vol 14, No 2, May 1999 39 A Hybrid EP and SQP for Dynamic Economic Dispatch with Nonsmooth Fuel Cost Function – Pathom Attaviriyanupap, Hiroyuki Kita, Eiichi Tanaka, Hun Hasegawa – IEEE Trans on Power Systems, Vol 17, No 2, May 2002 40 Optimal Power Flow by Enhanced Genetic Algorithm – Anastasios G Bakirtzis, Pandel N Biskas, Chirstoforos E Zoumas, Vasilios Petridis – IEEE Trans on Power Systems, Vol 17, No 2, May 2002 41 Dynamic Economic Dispatch using Evolutionary Programming Combine with Sequential Quadratic Programming – P Attaviriyanupap, H Kita, E Tanaka, J Hasegawa 42 Challenges to Optimal Power Flow – J A Momoh, R J Koessler, M S Bond, B Stott – IEEE Trans on Power Systems, Vol 12, No 1, February 1997 43 Power System Analysis – Hadi Saadat – McGraw Hill 1999 44 Thuật giải di truyền-Cách giải tự nhiên toán máy tính – Hoàng Kiếm, Lê Hoàng Thái – Nhà xuất Giáo Dục 2001 45 Neural Fuzzy Systems – Chin-Teng Lin – Prentice Hall PTR 1996 46 Adapting Crossover in Genetic Algorithm – William M Spears 47 Genetic Algorithms and Optimization – Mitsuo Gen 48 Annealing a Genetic Algorithm over Constraints – Susan E Carlson, R Shonkwiler 49 The Genetic Algorithm in Computer Science – Eric Krevice Prebys Tài Liệu Tham Khảo 50 A Study of Adaptive Penalty Functions for Constrained Genetic Algorithm-based Optimization – William A Crossley, Edwin A Williams 51 Guided Genetic Algorithm – Lau Tung Leng 52 Genetic Algorithm and Social Simulation – Pinata Winoto 53 Genetic Algorithm Tutorial – Frederic Dreier 54 Luận văn Thạc só đề tài ‘Ứùng dụng thuật toán di truyền thiết kế điều khiển PID tối ưu H2/H∝’ – Võ Hoàng Duy – ĐHBK 01/2003 Phụ Lục PHỤ LỤC Bài toán – hệ thống 26 nút Thông số đường dây tải: Nút đầu 1 2 2 4 6 6 7 10 10 10 10 11 11 12 12 13 13 13 14 15 16 16 17 Nút cuối 18 13 26 13 12 11 18 19 21 12 10 12 19 20 22 25 26 14 15 14 15 16 15 16 17 20 18 R 0.00055 0.00130 0.00146 0.01030 0.00740 0.00357 0.03230 0.00070 0.00080 0.00160 0.00690 0.00535 0.00970 0.00374 0.00350 0.00500 0.00120 0.00095 0.00200 0.00104 0.00247 0.05470 0.00660 0.00690 0.09600 0.01650 0.03270 0.01800 0.00460 0.01160 0.01793 0.00690 0.02090 0.09900 0.02390 0.00320 X 0.00480 0.01150 0.05130 0.05860 0.03210 0.09670 0.19670 0.00548 0.02400 0.02070 0.03000 0.03060 0.05700 0.02220 0.06600 0.09000 0.00693 0.04290 0.01800 0.04930 0.01320 0.23600 0.01600 0.02980 0.27000 0.09700 0.08020 0.05980 0.02710 0.06100 0.08880 0.03820 0.05120 0.06000 0.05850 0.06000 B/2 0.03000 0.06000 0.05000 0.01800 0.03900 0.02500 0.00000 0.00050 0.00010 0.01500 0.09900 0.00105 0.00010 0.00120 0.04500 0.02260 0.00010 0.02500 0.02000 0.00100 0.01000 0.00000 0.00100 0.00500 0.01000 0.00400 0.00000 0.00000 0.00100 0.00000 0.00100 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.03800 Tap 1.0000 1.0000 0.9600 1.0000 1.0000 0.9600 1.0000 1.0170 1.0500 1.0500 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 0.9500 1.0000 1.0000 0.9500 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 Trang - PL Phuï Luïc 17 19 19 19 20 20 21 22 22 23 21 23 24 25 21 22 24 23 24 25 Nuùt 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 0.22900 0.03000 0.03000 0.11900 0.06570 0.01500 0.04760 0.02900 0.03100 0.09870 P (MW) 51 22 64 25 50 76 0 89 25 89 31 24 70 55 78 153 75 48 46 45 25 54 28 40 0.44500 0.13100 0.12500 0.22490 0.15700 0.03660 0.15100 0.09900 0.08800 0.11680 Q (MVar) 41 15 50 10 30 29 0 50 15 48 15 12 31 27 38 67 15 27 23 22 12 27 13 20 0.00000 0.00000 0.00200 0.00400 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 Qbuø (Mvar) 0 0 1.5 0 0.5 0 0 0 0 Kết phân bố công suất tối ưu sau: Nút Điện áp (đvtđ) 1.0250 Góc pha 0 Công suất phát P (MW) Q (Mvar) 447.0220 250.7044 Phụ tải P (MW) Q (Mvar) 51 41 Qbù (Mvar) Trang - PL Phụ Lục 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 1.0200 1.0450 1.0500 1.0450 1.0006 0.9953 0.9983 1.0104 0.9909 0.9979 0.9943 1.0224 1.0081 0.9988 0.9901 0.9827 1.0075 1.0046 0.9830 0.9772 0.9796 0.9780 0.9691 0.9751 1.0150 -0.2072 -0.6600 -2.1315 -1.2179 -2.8084 -2.3995 -2.2821 -4.3841 -4.3129 -2.8183 -3.2931 -1.2796 -2.4600 -3.2416 -3.9958 -4.3516 -1.8626 -6.0365 -4.7573 -5.3734 -5.3199 -6.3676 -6.6484 -6.2342 -0.3841 171.4162 262.0509 135.1511 175.9499 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 84.2184 57.7433 78.5175 33.8795 141.1587 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 28.2892 22 64 25 50 76 0 89 25 89 31 24 70 55 78 153 75 48 46 45 25 54 28 40 15 50 10 30 29 0 50 15 48 15 12 31 27 38 67 15 27 23 22 12 27 13 20 0 0 1.5 0 0.5 0 0 0 0 Kết phân bố công suất tối ưu toán Nút Điện áp (đvtđ) 1.097 1.150 0.953 0.972 0.968 0.951 Góc pha 0 15.92 -6.39 -4.49 -1.78 -5.45 Công suất phát P (MW) Q (Mvar) 54.614 57.249 100 16.182 0 0 0 0 Phụ tải P (MW) Q (Mvar) 0 0 55 13 0 30 18 50 Qbuø (Mvar) 0 4.570 5.320 Bài toán – hệ thống 30 nút Thông số đường dây tải: Nút đầu 1 Nút cuối R 0.0192 0.0452 0.0570 X 0.0575 0.1852 0.1737 B/2 0 Tap 1 Trang - PL Phuï Luïc 2 6 6 9 12 12 12 12 14 16 15 18 19 10 10 10 10 21 15 22 23 24 25 25 28 27 27 29 6 7 10 11 10 12 13 14 15 16 15 17 18 19 20 20 17 21 22 22 23 24 24 25 26 27 27 29 30 30 28 28 0.0132 0.0472 0.0581 0.0119 0.0460 0.0267 0.0120 0.000 0.000 0.000 0.0000 0.0000 0.0000 0.1231 0.0662 0.0945 0.2210 0.0824 0.1070 0.0639 0.0340 0.0936 0.0324 0.0348 0.0727 0.0116 0.1000 0.1150 0.1320 0.1885 0.2544 0.1093 0.0000 0.2198 0.3202 0.2399 0.6360 0.0169 Nuùt 0.0379 0.1983 0.1763 0.0414 0.1160 0.0820 0.0420 0.2080 0.5560 0.2080 0.1100 0.2560 0.1400 0.2559 0.1304 0.1987 0.1997 0.1932 0.2185 0.1292 0.0680 0.2090 0.0845 0.0749 0.1499 0.0236 0.2020 0.1790 0.2700 0.3292 0.3800 0.2087 0.3960 0.4153 0.6027 0.4533 0.2000 0.0599 P (MW) 0.0 21.7 2.4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 n11 n12 1 n15 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 n36 1 1 Q (MVar) 0.0 12.7 1.2 Trang - PL Phuï Luïc 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 7.6 94.2 0.0 22.8 30.0 0.0 5.8 0.0 11.2 0.0 6.2 8.2 3.5 9.0 3.2 9.5 2.2 17.5 0.0 3.2 8.7 0.0 3.5 0.0 0.0 2.4 10.6 1.6 19.0 0.0 10.9 30.0 0.0 2.0 0.0 7.5 0.0 1.6 2.5 1.8 5.8 0.9 3.4 0.7 11.2 0.0 1.6 6.7 0.0 2.3 0.0 0.0 0.9 1.9 Kết phân bố công suất tối ưu sau: Nút 10 11 12 Điện áp (đvtđ) 1.1000 1.0839 1.0739 1.0683 1.0703 1.0635 1.0581 1.0644 1.0690 1.0514 1.0952 1.0614 Goùc pha 0 -3.3204 -5.1869 -6.2439 -9.7092 -7.2874 -8.7375 -7.5750 -9.2210 -10.9743 -7.9417 -10.3123 Công suất phát P (MW) Q (Mvar) 176.9369 -1.4576 48.5255 19.2419 _ _ _ _ 21.3543 45.6733 _ _ _ _ 20.6310 37.7558 _ _ _ _ 12.5669 13.9066 _ _ Phụ tải P (MW) Q (Mvar) 0.0 0.0 21.7 12.7 2.4 1.2 7.6 1.6 94.2 19.0 0.0 0.0 22.8 10.9 30.0 30.0 0.0 0.0 5.8 2.0 0.0 0.0 11.2 7.5 Qbuø (Mvar) _ _ _ _ _ _ _ _ _ 3.3724 _ 2.0137 Trang - PL Phuï Luïc 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 1.0857 1.0505 1.0493 1.0507 1.0471 1.0402 1.0379 1.0420 1.0425 1.0434 1.0430 1.0395 1.0514 1.0343 1.0671 1.0591 1.0604 1.0443 -9.4643 -11.2329 -11.4430 -10.8803 -11.1756 -12.0117 -12.1622 -11.9601 -11.4795 -11.4707 -11.8720 -12.0163 -11.8700 -12.2625 -11.5210 -7.7659 -12.9908 -13.6387 12.1833 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 18.9471 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 0.0 6.2 8.2 3.5 9.0 3.2 9.5 2.2 17.5 0.0 3.2 8.7 0.0 3.5 0.0 0.0 2.4 10.6 0.0 1.6 2.5 1.8 5.8 0.9 3.4 0.7 11.2 0.0 1.6 6.7 0.0 2.3 0.0 0.0 0.9 1.9 _ _ 5.0000 _ 2.0332 _ _ 3.0743 3.0059 _ 1.2952 4.6041 _ _ _ _ 4.3500 _ Kết điều phối nguồn phát toán 10 Kết điều phối 10 tổ máy 24 thời đoạn (không vi phạm ràng buộc nào): Giờ 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 226.6276 226.6238 150.0009 226.6240 303.2484 379.8726 303.2484 379.8744 456.4969 456.4970 456.4997 456.4965 456.4953 379.7973 456.4994 379.8728 379.8670 456.4975 456.4965 456.4963 135.0001 135.0000 214.4089 289.2027 309.5328 333.1668 309.5322 309.5340 328.4803 396.7992 460.0000 459.8610 396.7994 396.7994 316.8100 239.4932 222.2645 229.5158 309.5125 389.5105 198.2111 177.6726 212.3602 177.3855 238.3084 283.0061 339.8060 311.1671 285.6084 322.1867 315.1102 337.0122 281.7048 330.9056 298.2657 255.1747 195.6520 201.3998 210.6887 290.5370 81.9597 119.9837 166.5253 155.5186 115.0804 129.9142 178.4393 190.8021 240.7690 190.7707 240.7697 288.9783 286.0058 236.0640 187.4660 137.6795 170.3307 181.8660 223.4106 263.1410 73.0006 122.2778 137.6850 170.6409 155.9648 123.3471 164.9512 176.5992 193.8662 239.8120 227.4626 213.2536 222.5811 172.7308 125.3751 140.7769 172.5582 188.8298 172.6041 219.5435 Trang - PL Phuï Luïc 21 22 23 24 379.8729 303.2533 226.6243 150.0015 309.5331 231.7094 222.2689 222.2744 329.1458 290.6199 215.8167 221.8895 241.1255 207.8469 172.7713 122.7726 187.6538 183.7328 189.2372 141.0152 Giờ 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 74.0248 74.0192 122.6012 111.1699 123.0386 131.2544 122.3725 122.5923 132.6181 122.4498 160.0000 149.3608 122.4373 122.2880 123.0620 154.0941 122.4197 122.4856 122.4425 122.4315 159.8613 123.9869 76.5540 109.2026 63.1988 93.0606 93.0603 86.5335 56.5342 67.7781 93.0602 93.0613 93.7920 123.7859 93.7867 123.1457 93.1460 93.0596 106.1625 86.5956 56.5960 59.1751 89.1744 94.4740 124.4737 94.4816 66.3580 56.5316 85.3134 55.3168 85.3123 85.3118 71.2363 85.3123 85.3121 85.3123 85.3121 85.3122 85.3140 85.3114 105.8142 85.3121 85.3142 85.3131 85.3119 85.3128 85.3112 101.3265 85.3105 85.3121 85.3120 85.3122 43.6640 51.0453 21.0459 48.6132 52.0560 39.3483 50.2780 52.0574 52.0570 79.3866 52.0571 51.5806 52.0160 52.0432 22.0451 20.0000 20.0001 47.9176 51.3596 79.5396 52.0235 52.0571 22.0575 20.0004 10 55 55 55 55 55 55 55 55 55 55 55 55 55 55 55 55 55 55 55 55 55 55 55 55 Trang - PL TÓM TẮT LÝ LỊCH TRÍCH NGANG Họ tên: PHẠM VIỆT CƯỜNG Ngày, tháng, năm sinh: 21 - 06 - 1978 Quá trình đào tạo: − Từ 09/1996 đến 05/2001: Sinh viên ngành Kỹ Thuật Điện, khoa Điện - Điện Tử trường Đại Học Bách Khoa, ĐH Quốc gia Tp HCM − Từ 09/2001 đến nay: Học viên Cao Học ngành Hệ Thống Điện trường Đại Học Bách Khoa, ĐH Quốc gia Tp HCM Quá trình công tác: − Từ 11/2001 đến nay: Cán Kỹ Thuật - Công ty Truyền Tải Điện ... bố tối ưu công suất phát nhà máy điện: + Phân bố tối ưu công suất phát nhà máy nhiệt điện + Phân bố tối ưu công suất phát hệ thống thủy – nhiệt điện + Phân bố tối ưu đồng thời công suất tác dụng. .. hình toán học toán tối ưu tổng quát nêu ba dạng toán phân bố công suất tối ưu phần 1.1 (phân bố tối ưu công suất phát nhà máy nhiệt điện, phân bố tối ưu công suất phát hệ thống thủy – nhiệt điện, ... vận hành hệ thống điện Bài toán phân bố công suất tối ưu (Optimal Power Flow) bao gồm toán sau: - Phân bố tối ưu công suất phát nhà máy nhiệt điện - Phân bố tối ưu công suất phát hệ thống thủy